[發明專利]三組分火災氣體探測器

無效

• 申請號: 201010214367.5
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101893558A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 劉炳海;吳龍標;趙建華;王文偉;任士俊;許玉坤;李守紅
• 申請（專利權）人: 合肥科大立安安全技術有限責任公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/01
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及消防設備領域，具體為一種三組分火災氣體探測器。

背景技術

火災從醞釀、發生到熄滅經歷了陰燃、初期、發展和熄滅等四個階段，普通的火災探測器在火災初期甚至是發展階段才能探測到火災，這樣往往失去了滅火的最好時期，增加了火災給人類造成的損失。而且以往的火災探測器主要是靠監測火災環境下的單一物理參數，僅靠監測一個物理參數尚無法對火災進行準確的早期探測報警，使火災探測器的可靠性大大下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種三組分火災氣體探測器，以解決傳統的火災探測器只能在火災初期和發展階段通過測量單一物理參數所帶來的可靠性較差的問題。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案為：

三組分火災氣體探測器，其特征在于：包括帶有進出光口、進出氣口的氣體吸收池，所述氣體吸收池進光口外設置有紅外光源，出光口外設置有紅外探測器，所述紅外探測器與氣體吸收池外的信號處理電路電連接，所述氣體吸收池進光口兩側的側壁上設置有角度可調的弧形反射鏡構成多次反射光路；紅外光源發出的光從氣體吸收池的進光口入射，經過所述弧形反射鏡多次反射后，從出光口出射至所述紅外探測器；所述紅外光源與氣體吸收池的進光口之間還依次設置有由電機驅動轉動的調制輪、濾波輪，所述調制輪上開有一個窗口，所述濾波輪上開有四個按圓周均勻分布的窗口，所述窗口中分別安裝有工作波長在一氧化碳的紅外特征吸收波長處的第一窄帶干涉濾光片、工作波長在二氧化碳的紅外特征吸收波長處的第二窄帶干涉濾光片、工作波長在甲烷的紅外特征吸收波長處的第三窄帶干涉濾光片、工作波長在一氧化碳、二氧化碳和甲烷的紅外特征吸收波長外的第四窄帶干涉濾光片，所述濾波輪中充有高濃度的相關氣體。

根據權利要求1所述的三組分火災氣體探測器，其特征在于：所述信號處理電路包括DSP控制器、由芯片AD7610構成的A/D轉換電路、由MAX274構成八階巴特沃斯濾波器和運算放大器OP27構成的濾波放大電路、由鎖相放大器構成的前置放大電路，所述紅外光探測器的信號輸出端上依次連接有兩片濾波器芯片UAF42A后，再電連接至線性光耦IL300的輸入端，所述線性光耦IL300的輸出端與所述前置放大電路的輸入端電連接，所述前置放大電路、濾波放大電路、A/D轉換電路再依次電連接，所述A/D轉換電路的輸出端與光電耦合器VO2630的輸入端電連接，所述光電耦合器VO2630的輸出端與所述DSP控制器的信號輸入接口電連接。

根據權利要求2所述的三組分火災氣體探測器，其特征在于：所述DSP控制器通過I²C接口電連接有型號為24LC256的數據存儲芯片EEPROM，DSP控制器的SCI接口上電連接有型號為SP485EEN的通信接口，所述DSP控制器還通過并行接口連接有LED、通過芯片74HC165連接有按鍵。

根據權利要求1所述的三組分火災氣體探測器，其特征在于：還包括有集氣室，所述氣體吸收池的進氣口與集氣室的一個出氣口氣路連接，所述集氣室的另一個出氣口處安裝有抽氣泵，所述氣體吸收池的出氣口安裝有真空泵，所述DSP控制器通過TLP521分別與所述抽氣泵和真空泵的電源控制端電連接。

本發明將被保護空間的空氣樣本被抽取到氣體吸收池，氣體吸收池內在光束進出口兩側側壁安置有兩面弧形鏡面，光束從進光口進入后可在兩片鏡面上發生多次反射，反射次數可以通過調節兩鏡面相對角度來調整。光束在反射池內的有效光程為鏡面距離與反射次數之積。弧形鏡面有聚焦作用，調節其距離與角度可調節最后出光孔處的光斑大小。紅外光在氣體吸收池中多次反射，紅外光源發射紅外光中的特定波長被待測氣體分別吸收，特定紅外光經過窄帶濾光片濾波后由相應的紅外探測器接收。當氣體吸收池中有特定氣體時，相應的紅外光強度發生變化，測出這種變化就得到氣體樣本中三種氣體的濃度。

本發明可同時對CO、CO₂和CH₄三種氣體組分的濃度進行在線監測，提高火災早期探測報警的準確性。三組分火災氣體探測系統通過相關濾波技術和調制輪、濾波輪、多次反射池、光電信號轉換、信號處理可以實現系統對CO、CO₂和CH₄三種氣體的同時監控。紅外光束通過調制輪調制后，再經過濾波輪完成紅外光束的濾波。濾波輪根據CO、CO₂和CH₄三種氣體各自具體的特征波長濾波，濾波后可以使得紅外光束中只存在指定波長的紅外光。